Võtmete erinevus – olekufunktsioon vs teefunktsioon
Termodünaamika on füüsikalise keemia peamine haru, mis näitab termokeemilisi seoseid erinevate energia- ja töövormidega. Termodünaamilise süsteemi käitumise kirjeldamisel kasutatakse nelja termodünaamilist seadust. Olekufunktsioon ja teefunktsioon on kaks võimalust süsteemide erinevate termodünaamiliste omaduste väljendamiseks. Peamine erinevus olekufunktsiooni ja teefunktsiooni vahel on see, et olekufunktsioonid ei sõltu teest ega protsessist, samas kui tee funktsioonid sõltuvad teest või protsessist. Seetõttu on olekufunktsioon ja teefunktsioon üksteisele vastandlikud.
Mis on olekufunktsioon
Olekufunktsioon on termodünaamiline termin, mida kasutatakse omaduse nimetamiseks, mille väärtus ei sõltu konkreetse väärtuseni jõudmiseks valitud teest. Olekufunktsioone tuntakse ka punktfunktsioonidena. Olekufunktsioon sõltub ainult termodünaamilise süsteemi hetkeolekust ja selle algolekust (sõltumata teest). Termodünaamilise süsteemi olekufunktsioon kirjeldab selle süsteemi tasakaaluolekut, olenemata sellest, kuidas süsteem sellesse olekusse jõudis.
Olekufunktsioonide näited
- Miss
- Energia – entalpia, siseenergia, Gibbsi vaba energia jne.
- Entroopia
- Rõhk
- Temperatuur
- Volume
- Keemiline koostis
- Kõrgus
Olekufunktsioon sõltub kolmest asjast: omadusest, algväärtusest ja lõppväärtusest. Entalpia on olekufunktsioon. Seda saab anda matemaatilise avaldisena, nagu on näidatud allpool.
Mis t1 on lõppolek, t0 on süsteemi algolek ja h on süsteemi entalpia.
Mis on tee funktsioon?
Tee funktsioon on termodünaamiline termin, mida kasutatakse omaduse nimetamiseks, mille väärtus sõltub konkreetse väärtuseni jõudmiseks valitud teest. Teisisõnu sõltub teefunktsioon algolekust lõppolekusse jõudmiseks valitud teest. Tee funktsiooni nimetatakse ka protsessifunktsiooniks.
Tee funktsioon annab erinevatele teedele erinevad väärtused. Seega on teefunktsioonidel sõltuv alt marsruudist erinevad väärtused. Seetõttu on teefunktsiooni matemaatilisel väljendamisel vaja teefunktsiooni integreerimiseks mitut integraali ja piirangut.
Tee funktsioonide näited
- Mehaaniline töö
- Kuumus
- Kaare pikkus
Siseenergia saadakse järgmise võrrandiga:
∆U=q + w
Milles ∆U on siseenergia muutus, q on soojus ja w on mehaaniline töö. Siseenergia on olekufunktsioon, kuid soojus ja töö on teefunktsioonid.
Millised on olekufunktsiooni ja teefunktsiooni sarnasused?
- Mõlemad on termodünaamikas kirjeldatud funktsioonid.
- Mõlemad on termodünaamiliste süsteemide omadused.
Mis vahe on olekufunktsioonil ja teefunktsioonil?
Oleku funktsioon vs teefunktsioon |
|
| Olekufunktsioon on termodünaamiline termin, mida kasutatakse omaduse nimetamiseks, mille väärtus ei sõltu konkreetse väärtuseni jõudmiseks valitud teest. | Tee funktsioon on termodünaamiline termin, mida kasutatakse omaduse nimetamiseks, mille väärtus sõltub konkreetse väärtuseni jõudmiseks valitud teest. |
| Muud nimed | |
| Olekufunktsioone nimetatakse ka punktfunktsioonideks. | Tee funktsioone nimetatakse ka protsessifunktsioonideks. |
| Protsess | |
| Olekufunktsioonid ei sõltu teest ega protsessist. | Tee funktsioonid sõltuvad teest või protsessist. |
| Integratsioon | |
| Olekufunktsiooni saab integreerida, kasutades süsteemi termodünaamilise omaduse alg- ja lõppväärtusi. | Teefunktsioon nõuab atribuudi integreerimiseks mitut integraali ja integratsioonipiirangut. |
| Väärtused | |
| Olekufunktsiooni väärtus jääb sõltumata sammude arvust samaks. | Üheastmelise protsessi teefunktsiooni väärtus erineb mitmeastmelise protsessi omast. |
| Näited | |
| Olekufunktsioonid hõlmavad entroopiat, entalpiat, massi, mahtu, temperatuuri jne. | Tee funktsioonid hõlmavad kuumust ja mehaanilist tööd. |
Kokkuvõte – olekufunktsioon vs teefunktsioon
Olekufunktsioon ja teefunktsioon on termodünaamiliste avaldiste kaks vormi, mis annavad termodünaamiliste süsteemide erinevad omadused. Need terminid erinevad üksteisest; Peamine erinevus olekufunktsiooni ja teefunktsiooni vahel on see, et olekufunktsioonid ei sõltu teest ega protsessist, samas kui teefunktsioonid sõltuvad teest või protsessist.
